-
Verriegelbare Klauenfreilaufkupplung Die Erfindung betrifft eine KlauenfreilaufkuppIlung
mit einem -auf der einen Welle angeordneten Kupplungszahnkranz und einem auf .eineue
Steilgewinde der anderen Welle verschraubbar gelagerten, mit dem Gegenzahnkranz
versehenen und in der Eingriffslage verriegelbaren Zwischenglied sowie einer nur
in einer Richtung wirksamen Mitneh.merIclinkenverbindung zwischen den beiden ,die
Kupiplungsza::hnkränze tragenden Teilen. Solche Klauenfreilaufkupplunge.n werden
entweder mit axial-en Mitnehmerklauen ausgeführt oder mit einer Verzahnung, die
nach Art von innen- bzw. außenverzahnten Zahnrädern ausgebildet ist.
-
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, die Ausiührungs,form mit
Stirnradverzahnung ohne Beeinträchtigung ihrer Betriebssicherheit in ihrem Aufbau
zu vereinfachen. Sie besteht in dem Vor-.schlag, die Verriegelungsmuffe mittels
einer dem Kupplungszahnkranz Kauf der einen Welle gleichen I:nnenverzafinung auszuführen
und sie in einer auf :dem Zwischenglied. vorgesehenen Verzahnung zu ,führen, die
ihrerseits gleich der Verzahnung des Kupplungszahnkranzes auf dem. Zwischenglied,
ist. Die Verriegel@ungsmuffe soll ailso auf dem Zwischenglied geführt werden und
außerdem soll die zur Führung der Verrie"gelungsmuffe dienende Verzahnung des Zwischengliedes
und der zur Übertragung dienende Zahnkranz des Zwischengliedes (Übertragungszahnkranz)
gemäß der Erfindung gleich, also mit gleichem Durchmesser, gleicher Teilung und
gleicher Zahnforce ausgebildet werden, so d'aß beide- Teile in einem Arbeitsgang
mit dem ,gleichen Werkzeug hergestel'I.t werden können.
Desgleichen
kann die zur Führung..dienen:de Innenverz.ahnung der Verrliegelun.gs:muffe und der
innenverzahnte übertragungs!zahnkranz der anderen Welle mit,dem gleichen Werkzeug
hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil besteht in einer geringen. axialen Baulänge
der Kupplung. Für eine einwanidfreie Führung des Zwischengliedes mittels der zu
ihrer dienenden Steiivereahnung muß ,das Zwischenglied nämlich eine bestimmte Länge
aufweisen, die nach. obigem Vorschlag zum Teil für die Führung der Verriegelungsmuffe
auf dem Zwischenglied ausgenutzt wird.
-
In weiterer Vereinfachung .wird auch die Verriegelu,ngsverzahnung
.auf der Idas Zwischenglied tragenden Welle genau so wie die Führungsverzahnung
für die Verriegelungsmuffe und der Übertragungszahnkranz des Zwischengliedes ausgeführt,
derart, daß die Verriegelungsmuffe mit einer einzigen Verzahnung oder mit zwei gleichen
in Achsrichtung hintereinanderliegenden Verzahnungen ausgeführt werden kann. Es
empfiehlt sich dabei, das bei solchen Kupplungen an sich bekannte Kennzeiche n @rnit
anzuwenden, daß sich - nämlich das Zwischengfie:d -von der Freilaufstellung zur
Kupplungsstellung von der den Gegenklauenkranz tragenden Welle weg gegen einen Anschlag
:der :das Zwischenglied tragenden Welle bewegt. Hierdurch wird erreicht, @daß im
eingerückten Zustand die durch das unvermeidliche Spiel in der Verriegelungsverzahnung
mögliche Schrägstellung und damit die Gefahr des Herausdrückens der Kupplungszähne
aus dem Eingriff auf ein Mindestmaß beschränkt und die Kraft auf ,möglichst kurzem
Weg von der einen Welle auf das Zwischenglied und von diesem. auf idie andere Welle
übertragen wird.
-
Es ist .zwar bei einem Vorläufer der hier in Frage kommenden Kupplungsbiau-art,
nämlich bei einer Ausführung, 'bei welcher die Klinken stets im Eingriff mit einer
besonderen Mitnehmerverza:hnung des anderen Kupplungsteiles bleiben, auch schon
vo:rge@schl2gen worden, die Verriegelungsverzahnung und den Übertragungszahnkranz
des Zwischengliedes mit gleichem Durchmesser auszuführen und das Zwischenglied bei
seiner Einrückbewegung gegen einen Anschlag der sie tragenden Welle zu führen; dabei.
ist aber über die besondere Form der Verzahnung nichts ausgesagt. In der Tat wurden
diese beiden Verzahnungen mit Rücksicht auf andere Forderungen verschieden ausgeführt.
Außerdem; ist ,bei der bekannten Kupplung die Verriegelungs,muffe nicht auf dem
Zwischenglied, sondern mittels einer besonderen Verzahnung auf kleinerem Durchmesser
auf der Welle gelagert. Man ist,dabei offensichtlich von dem Wunsch ausgegangen,
für die auf der Verriegelungsmuffe erforderliche Nut für eine Schaltgabel
einen möglichst kleinen Durchmesser zu erhalten. Im Gegensatz hierzu sind: gemäß
der Erfindung sämtliche Verzahnungen außer dem steilgängigen Gewinde auf gleichem,Durchmes-ser
und mit gleicher Teilung und. Zahngröße ausgeführt.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die Klinken nicht auf
der Stirnseite der einen Welle oder des Zwischengliedes, also nicht außerhalb des
- jeweiligen Übertragungszahnkranzes in Zusammenarbeit mit einem besonderen Kranz.
von Anschlägen angeordnet, sondern innerhalb .des Übertragungszahnkranzes und vorzugsweise
:mit zweiseitiger Lagerung, wobei die Zähne des einen Übertragungszahnkranzes in
an sich bekannter Weise als Mitnehmer für die Kliniken dienen.
-
Bei einer Anordnung der Klinken auf dem Zwischenglied zwischen der
Verzahnung zum Führen der Verriegelungsmuffe und dem Ü'bertragungsza;hnkranz kann
bei der erfindungsgemäßen Ausbildung, bei -der die Verriegelungsmuffe unmittelbar
neben den Klinken auf dem Zwischenglied gellagert ist, durch besondere Ausbildung
der Verriegelungsmuffe und der Klinken noch erreicht werden, daß die Klinken durch
Verschieben der Verriegelungsmuffe in einer der Verriegelungsbewegung entgegengesetzten
Richtung in ausgerückter Stellung der Kupplung außer Eingriff mit ihren Anschlägen
(Mitnehmern) gebracht werden.
-
Um einen möglichst ruhigen Lauf .der Kupplung in Freilaufstel'lung
zu erhalten., müssen die Ausschläge der .Sperrklinken beim Ratschen entlang der
Verzahnung an dem einen Zahnkranz möglichst gering .gehalten werden. Hierzu empfiehlt
es sich, die Übertragungszahnkränze mit möglichst großer Zähnezahl auszuführen.
Die Teilung der Verriegelun.gsverzahnung dagegen sollte nicht kleiner sein als der
in Umtfangsrichtung gemessene Weg des Zwischengliedes bei dessen Verschraubung von
einer Endlage in die andere. Wenn die Verzahnung nämlich kleiner gewählt wird, kann
die Verriegelungsmuffe schon eingerückt werden, bevor das Zwischenglied seinen vollen
Hub zurückgelegt hat, so daß dieses nicht zur Anlage an seinem Endanschlag kommen
könnte und damit der Kraftschluß .nicht zuverlässig genug wäre. Da nun aber nach
vorliegender Erfindung Verriegelungsverzahnurig und Übertragungszahnkranz gleich
ausgebildet werden sollen, ist hochbesondere Vorsorge zu treffen, @daß eine vorzeitige
Verriegelung nicht möglich ist. Erfindungsgemäß wird hierzu die Verriegelungsverzahnung
so ausgebildet, daß in der Verzahnung der Verriegelungsmuffe wenigstens innerhalb
einer Zahnteilung ein Zahn und in derFührungsverzahnung desZwi,schengliedes sowie
in der Verriegelungsverzahnung :der Welle ebenfalls wenigstens innerhalb einer Zahnteilung
eine Zahnlücke .fehlt bzw. umgekehrt.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt.
-
Abb.. r zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführung der Kupplung
im Freilau£stellung und Abb. z in Kupplungsstellung; Abb. 3 zeigt in einem Querschnitt
die Anordnung der Klinken; 'Abb. 4 ,gibt eine Ausführung wieder, bei :der die Kliniken
in der -die eine Übertragungsverzahnung tragenden Welle gelagert sind; Abb.5 bis
7 zeigen eine weitere Ausführung, und zwar Ab@b. 5 in der Stellung mit niedergedrückten
Klinken,
Abb.6 in Freilaufstellung und Abh.7 einen Querschnitt zur Abh. 5; Abb. 8 zeigt die
Ausbildung der Verriegelungsverzahnung.
-
Nach Abb. i ist die eine der beiden Wellen i und 2 an ihrem Ende mit
einem Gewindestück 3 mit steilgängigem Gewinde versehen, auf -dem das mit dem Muttergewinde
ausgerüstete Zwischenglied d. verschraubbar gelagert ist. Dieses Zwischenglied trägt
den einen der beiden Ü bertragungszahnkränze 5 und- die Verzahnung 6, während der
andere Übertragungszahnkranz 7 auf der zweiten Welle :2 angeordnet ist. Zwischen
dem Zahnkranz: 5 und der Verzahnung 6 des Zwischengliedes sind die Klinken 8 mit
zweiseitiger Lagerung angeordnet. Auf der Verzahnung 6 des Zwischengliedes ist die
Verriegelungsmuffe 9 mittels der Verzahnung io gelagert,,die in die Verriegelungsver
Zahnung i i auf der Welle i eingeschoben werden kann. Die Verzahnungen 5, 6 und
i i einerseits und die Verzahnungen 7 und io andererseits sind je untereinander
gleich.
-
In der in Abb. i gezeigten Stellung sind die Klinken 8 im. Bereich
der Zähne 7 und das Zwischenglied in seiner rechten Endstellung gezeigt. i ist die
treibende und 2 die getriebene Welle. Wenn sich die Welle i bei stillstehender Welle
2 in der Richtung des eingetragenen Pfeiles 12 zu drehen beginnt, stützen sich die
Klinken 8 gegen die Zähne 7 der Welle 2 ab, so daß das Zwischenglied d. auf dem
Gewinde 3 nach links bis zum. Anschlag an den Bund 13 der Welle i verschoben wird,
wobei die Zähne 5 in Eingriff und die Klinken außer Eingriff mit den Zähnen 7 ;lcommen.
Nunmehr kann die Verriegelun.gsmuffe 9 nach links geschoben und dadurch die Kupplung
verriegelt werden. Diese Stellung ist in Abb. 2 dargestellt.
-
Die Ausführung nach. Abb. .4 unterscheidet sich von der nach den Abb.
i bis 3 lediglich dadurch, daß die Klinken 8 hier hinter den Übertragungszahnkran.z
7 in der Welle 2 gelagert sind und in die Zähne 5 des Zwischengliedes eingreifen.
-
Die in den Abb. 5 .bis 7 gezeigte Ausführung gleicht weitgehend der
Ausführung nach -den Abb. i bis 3; die Klinken 18 sind jedoch mit einer Steuerfläche
2o versehen;, die mit je einem oder mehreren der Zähne io der Verriegelungsmuffe
ig zu-*sam@menarbeitet. Diese Zähne io sind an dem den Klinken zugekehrten Ende
etwas abgeschrägt, so daß sie auf die Steuerflächen der Klinken aufg°-schoben werden
können und dabei diese nach unten drücken. Diese Stellung, in der die beiden ICuppl.ungshälften
völlig voneinander getrennt sind, in der also auch kein Ratschen der Klinken eintritt,
ist in den Abb. 5 und 7 dargestellt. Abb.6 zeigt die normale Freilaufstellung.
-
In Abib.8 ist schematisch dargestellt, wie mit einfachsten Mitteln
ein vorzeitiges Einrücken der Verriegelungsmuffe ig verhindert werden kann. Hierzu.
ist einer nhrer Zähne, nämlich ioa in dreifacher Breite ausgeführt, @dadurch daß
eine Lücke nicht heraus.gehobelt oder nachträglich wierder vollgefüllt wurde. Entsprechend
ist in der Verzahnung 6 ides Zwischengliedes und in der Verzahnung i i der Welle
z eine Lücke von dreifacher Breite vorgesehen. Die Lücke 21 muß dabeti in Umfangsrichtung
in richtiger Weise gegen den Zahn ioa der Verriegelungsmuffe versetzt sein. Durch
strichpunktierte Linien 3a ist der Verlauf des Steilgewindes 3 angedeutet.
-
Der Zahn ioa und die entsprechende Lücke in der Verzahnung des Zwischengliedes
sowie die Lücke 21 in der Verriegelungsverzahnung i i könnten auch ein beliebiges
anderes ungerades Viel-Faches :der halben Zahnteilung breit sein. Wichtig ist nur,
daß die im Verrie:gel-ungszustand. aneinanderliegenden Zahnflanken von Lücke und
Breitzahn im entriegelten Zustand um einen Betrag in Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt sind, der der des Weges des Zwischengliedes aus der Freilaufstel.lung in
die Kupplungsstellung entspricht.